Равновесия между жидкостью и растворенными в ней газами

Система жидкость—газ состоит из насыщенного при данных температуре и давлении раствора газа в жидкости и находящейся над жидкостью газовой фазы, которая представляет собой раствор жидкости в газе. Исследование системы жидкость—газ подразделяется на две части определение растворимости газа в жидкости и определение растворимости жидкости в сжатом газе. После установления равновесия между жидкостью и газом анализом жидкой фазы определяют растворимость газа в жидкости, а анализом газовой фазы—растворимость жидкости в сжатом газе. [c.205]

Многие методики предполагают установление равновесного распределения спирта между жидкостью и газом при комнатной температуре (25—30°С), что позволяет определять только концентрации, превышающие 100 мг/л [32]. Такой предел обнаружения значительно уступает достигаемому при прямом введении образца крови в хроматограф. Это связано с высокими коэффициентами распределения этилового спирта в водных растворах (табл. 3.2). Для увеличения чувствительности определения спирта используются высаливание и нагревание образца в процессе установления равновесия до 60—85 °С [28], приводящие к снижению коэффициентов распределения. [c.125]

Метод газо-жидкостной хроматографии (ГЖХ) в последнее время находит применение при изучении термодинамических величин, характеризующих равновесие между жидкостью и паром, и, в частности, для определения коэффициентов относительной летучести и коэффициентов активности различных веществ, растворенных в неподвижной фазе (разделяющем агенте). Значение этого метода заключается в возможности определять указанные величины для практически бесконечно разбавленных растворов, которые образуются при внесении пробы в хроматографическую колонку. Знание таких величин имеет особую ценность для решения вопроса о возможности и границах эффективного разделения смесей методом экстрактивной ректификации. [c.56]

Динамический метод. В динамическом методе сжатый газ пропускают через исследуемую жидкость. Газ, перемешивая жидкость, растворяется в ней и одновременно сам насыщается жидкостью. Осуществляется это обычно с помощью двух сосудов-насы-тителей. Первый сосуд, нагреваемый несколько выше температуры опыта, служит для предварительного насыщения газа. Во втором сосуде, где точно поддерживаются температура и давление опыта, устанавливается необходимое равновесие. Газ пропускается медленно для достижения равновесия между фазами. Насыщенный газ направляют через обогреваемую трубку и редуцирующий вентиль (во избежание конденсации растворенного вещества) на анализ. Нри использовании этого метода приходится оперировать с большим ко.тичеством газа. При работе с газовой смесью, компоненты которой обладают различной растворимостью в жидкости, необходимо в газ, выходящий из сосуда, добавлять недостающие компоненты, прежде чем вновь подавать его в систему. При определении растворимости жидкостей с большим давлением насыщенного пара значительное количество жидкости уносится барботирующим газом, что вызывает необходимость добавлять жидкость в аппарат, [c.24]

В дальнейшем [541] самопроизвольное а— - -превращение было обнаружено нами при исследовании растворов ПАВ неионного типа гомологического ряда алкилоламидов жирных кислот с числом углеводородных атомов от 9 до 11. Как оказалось, динамическое равновесие между а- и р- пленками существенно зависит от концентрации ПАВ в системе. Априори можно полагать, что при добавлении к воде алкилоламидов жирных кислот заметно изменялась молекулярная составляющая расклинивающего давления. В предварительно проведенных опытах [541] была установлена специфичность поведения ПАВ с различной длиной углеводородной цепи. В связи с возможным влиянием ПАВ на свойства двойных ионных слоев [542] представляло интерес изучить корреляцию поверхностной активности молекул гомологического ряда ПАВ с электрокинетическими Характеристиками двойных слоев для границ жидкость — газ и твердое тело — жидкость, с одной стороны, и с устойчивостью смачивающих пленок, полученных из растворов алкилоламидов жирных кислот, — с другой. [c.200]

Одним из основных вопросов, решаемых при расчете кристаллизаторов, является описание кинетики кристаллизации, состоящей из стадий создания пересыщения, -образований зародышей и роста кристаллов. Она также зависит от перекристаллизации осадка, коалесценции и дробления кристаллов в результате столкновения между собой и со стенками аппарата. На кинетику массовой кристаллизации существенно влияют температура, степень пересыщения раствора, перемешивание, наличие примесей, физикохимические свойства раствора, конструкция аппарата и т. д. Детальное описание явлений и факторов, сопровождающих процессы массовой кристаллизации из растворов и газовых смесей, дано в монографии [17]. Важное значение имеет также описание условий равновесия между сосуществующими фазами (твердое вещество—жидкость, твердое вещество—газ (пар)). На основании условий фазового равновесия в первом приближении возможен выбор необходимого растворителя для процессов кристаллизации, а также перекристаллизации. [c.90]

Для процессов абсорбции и десорбции равновесие между газами и их растворами в жидкости выражается законом Генри [c.154]

Зачем нужна стабилизация Дело в том, что вместе с легкой бензиновой фракцией на первой колонне отгоняются и легкие углеводородные газы Сз—С . Они легкокипящие, поэтому при обычной комнатной температуре 20—25 °С улетучиваются из жидкой углеводородной массы (содержание их в растворе обратно пропорционально температуре). Между жидкостью и газовой фазой устанавливается термодинамическое равновесие, соответствующее данной температуре. [c.77]

Равновесие между фазами. При абсорбции содержание газа в растворе зависит от свойств газа и жидкости, давления, температуры и состава газовой фазы (парциального давления растворяющегося газа в газовой смеси). [c.434]

Если поровое пространство состоит из капилляров разных размеров, то в зависимости от влажности окружающей среды изменяется степень заполнения камня влагой. Для любой конкретной влажности существует определенный радиус пор (г), при котором все поры меньше этого размера будут заполнены влагой за счет самопроизвольной конденсации. При этом газ, проникая по открытым порам вглубь камня, достигает перемычки (поровой жидкости) и начинает растворяться в ней. Поровая жидкость содержит определенное количество Са(ОН)2 (0,06+1,2 г/л) в зависимости от основности продуктов твердения. Растворяясь в поровой жидкости, Н2 8 диссоциирует, в результате чего в растворе появляются ионы, Н8 , 8 . Причем концентрация 8 максимальна там, где наибольшая pH. В свою очередь, гидроксид кальция в поровой жидкости также находится в диссоциированном (на ионы и ОН ) состоянии, с максимальной концентрацией вблизи твердой фазы, с которой находится в равновесии. В результате химической реакции между ионом 8 - и Са образуется Са8, но поскольку для его кристаллизации (выпадение в осадок) необходим определенный размер поры, то Са8 будет образовываться только в этом месте, а в остальном объеме поры СаБ будет находиться в диссоциированном виде. Убыль Са и 8 в результате реакции смещает химическое равновесие между газом и жидкостью и твердой фазой. [c.54]

К этому же выводу можно прийти, исходя из динамического характера равновесия между газом и его раствором в жидкости. Молекулы газа, находящиеся над жидкостью в закрытом сосуде, бомбардируют поверхность жидкости и растворяются в жидкости со скоростью, пропорциональной концентрации газа. Перешедшие в раствор молекулы в свою очередь время от времени ударяются о поверхность жидкости изнутри и вылетают наружу. По мере того как в результате растворения концентрация растворенных молекул будет увеличиваться, скорость их выделения, т. е. число молекул, уходящих из раствора в единицу времени, тоже будет расти, пока, наконец, не сравняется со скоростью растворения. В результате установится состояние равновесия, т. е. жидкость станет насыщенной газом. [c.223]

Растворы газов в жидкостях можно рассматривать как системы, в которых устанавливается равновесие между жидкой фазой, содержащей растворитель и растворенный газ, и газовой фазой, содержащей данный газ и пары растворителя. Если растворитель относительно мало летуч, то равновесие можно представить пак равновесие между раствором и практически чистым растворяемым газом. [c.381]

Растворимость газов в жидкостях. Зависимость растворимости от давления. Растворимость измеряется концентрацией растворенного вещества в насыщенном растворе, т. е. при условии равновесия между раствором и растворяющимся веществом при данной температуре и данном давлении. [c.194]

Газы также способны растворяться в жидкостях. При этом, если растворение протекает в замкнутом сосуде, то через определенный промежуток времени наступает динамическое равновесие между жидкой и газообразной фазами в единицу времени жидкость будет растворять, или, как говор ят, абсорбировать, столько же газа, сколько его будет выделяться из жидкости за тот же промежуток времени. [c.165]

Закон Рауля следует из зависимости (V. 53) и условий равновесия = между раствором (жидкостью) и паром предполагается при этом, что пар ведет себя как идеальный газ. Действительно [c.240]

Экспериментальное исследование равновесия между жидкой и паровой фазами заключается в установлении между ними равновесия, последующем отборе проб каждой фазы и их анализе. Для получения правильных результатов имеет значение техника выполнения каждой из этих операций. Большое значение имеет также степень чистоты применяемых веществ. Основные методы, употребляемые для исследования равновесия, делятся на следующие три группы 1) метод однократного испарения, 2) циркуляционный, 3) динамический. Метод однократного испарения заключается в отгонке пробы пара из такого количества жидкости, чтобы ее состав при этом не изменялся. Циркуляционный метод заключается в отгонке нара, его конденсации и возвращении конденсата паровой фазы в прибор, пока составы жидкости в приборе и конденсата паровой фазы не будут отвечать условиям равновесия. Динамический метод заключается в насыщении инертного газа, пропускаемого над раствором, парами исследуемых веществ и последующем анализе полученного таким образом равновесного пара. [c.7]

Таким образом, все практически важные простейшие равновесия в растворах и газах могут быть охарактеризованы константой равновесия, причем нет нужды табулировать громадное множество реакций, констант диссоциации, растворимостей твердых тел, газов, жидкостей друг в друге и других равновесий между веществами, вариантов которых может быть во много раз больше, чем самих известных веществ. Вполне достаточно иметь хорошие таблицы стандартных термодинамических функций всех веществ в чистом и растворенном виде, а также таблицы их коэффициентов активности в важнейших растворителях, прежде всего в воде. Отметим также, что основные сложности подобных расчетов заключаются, во-первых, в недостаточной термодинамической информации о свойствах участников превращений, а во-вторых, в том, что реакция практически никогда не идет по единственной схеме и всегда с точки зрения термодинамики возможны параллельные реакции с собственными константами равновесия, которые также должны оставаться неизменными независимо от состава системы. [c.411]

Поскольку при обычных методах очистки каменноугольного газа пиридиновые основания удаляются независимо от того, проводится их дальнейшая переработка для получения товарных продуктов или нет, основные усилия при разработке процессов извлечения были направлены на максимальное увеличение полноты абсорбции оснований при работе системы очистки газа и достижение оптимальных условий для последующего их выделения. Вследствие щелочного характера пиридиновых оснований наиболее целесообразно извлекать их абсорбцией серной кислотой с последующей нейтрализацией абсорбционной жидкости и разделением и очисткой абсорбированных соединений. На этом нринцине основаны все промышленные процессы. Пиридиновые основания абсорбируют одновременно с аммиаком в общем сатураторе, или в отдельном аппарате, установленном по потоку после главного сатуратора получения сульфата аммония. Сульфаты пиридиновых оснований нестойки при повышенных температурах. Поэтому полнота извлечения их абсорбцией серной кислотой определяется равновесием между пиридиновыми основаниями, содержащимися в газе и в абсорбционной жидкости. Равновесия для газа и жидкости различного состава нри разных температурах были изучены экспериментально [37—39, 41]. Из проведенных опытов [37] следует, что для практически полного извлечения пиридинов при рабочей температуре около 100° С содержание серной кислоты в абсорбционном растворе должно составлять около 200% стехиометрического количества. Поскольку условия процесса на разных [c.244]

Как правило, схема процессов абсорбции углеводородов сравнительно проста. При первичном процессе какие-либо основные или побочные химические реакции не протекают часто вполне применимы уравнения равновесия между паром и жидкость)о, выведенные из законов для идеальных растворов. Поскольку массообмен в этих случаях не усложняется протеканием химических реакций в жидкой фазе, проектные расчеты могут основываться на обычных концепциях коэффициента абсорбции и теоретической тарелки. Важнейшим осложняющим фактором при расчете абсорбционных установок для выделения углеводородных продуктов часто является присутствие весьма многочисленных компонентов. Это не только чрезвычайно сильно усложняет вычисления, но и вызывает необходимость располагать обширными данными по равновесиям для этих многочисленных компонентов. Равновесные данные для сравнительно простых смесей парафиновых углеводородов, встречающихся при процессах абсорбции природного газа, подробно рассматриваются в литературе. Методика расчета таких установок вполне установилась и с достаточной полнотой изложена в ряде руководств [39—41]. Кроме того, в коксовом газе наряду с азотистыми, сернистыми и кислородными соединениями содержатся многочисленные циклические углеводороды и поэтому методика расчета установок для выделения углеводородов из таких газовых систем разработана несколько меньше. Поскольку удаление нафталина является важной фазой очистки каменноугольного газа, используемого в качестве бытового топлива (вследствие частого образования твердых [c.371]

Равновесие между газами и их растворами в жидкости характеризуется законом распределения в форме закона Генри [c.125]

Скорость растворения зависит от поверхности соприкосновения — чем больше последняя, тем быстрее происходит растворение. Если газ и жидкость находятся в замкнутом пространстве, то через некоторое время устанавливается равновесие между газом в растворе и газом над раствором. С достижением равновесия в единицу времени растворяется столько газа, сколько его выделяется из раствора. [c.210]

Чем быстрее пропускают газ через жидкость, тем скорее жидкость насыщается им, но тем меньше жидкости успеет раствориться в газе, покидающем жидкую фазу, и тем менее вероятно, что газовая фаза достигнет насыщения. Наоборот, при медленном пропускании газа через жидкость улучшаются условия насыщения газовой фазы, но ухудшаются условия насыщения жидкой фазы. Условие же равновесия между фазами предполагает как насыщение газа жидкостью, так и насыщение жидкости газом, независимо от того, какая фаза исследуется. Если достигнуто насыщение только одной фазы, а сосуществующая с ней фаза является ненасыщенной, то неизбежны ошибки при определении растворимости. Особенно велики эти ошибки, когда газ хорошо растворим в жидкости или жидкость сильно растворяется в газе. [c.269]

Кривую равновесия строят следующим образом. По графику на рис. 3.8 определяют точки росы газа, равновесного с растворами разной концентрации при заданной температуре контакта. Затем по графику рис. 1.1 находят влажность газа, соответствующую найденным точкам росы. Влажность газа и содержание воды в жидкости пересчитывают в мольные концентрации и строят в координатах У — X кривую равновесия. Между точками Уь Х и Уг, Х[ проводят ломаную линию, число ступеней которой соответствует числу теоретических тарелок Пт. [c.78]

В американской литературе [114] рекомендуется следующий метод удаления воздуха, содержащегося в растворе активного вещества. В жидкий продукт перед загрузкой в баллоны вводится газ. Поток мельчайших пузырьков азота инжектируют в продукт в устройстве, показанном на рис. 86. Кислород десорбируется вследствие разности парциальных давлений и мигрирует в пузырьки азота. После достижения статического равновесия между газом и жидкостью-поток продукта идет в резервуар. Там пузырьки азота с включенным кислородом поднимаются к поверхности и удаляются. Степень десорбции в основном зависит от количества газа, вводимого в жидкость, скорости потока и размера пузырьков газа. [c.201]

Фазовое равновесие между раствором идеального газа в жидкости и газовой смесью над жидкостью подчиняется закону Генри только при температурах выше критических. [c.448]

Равновесие между фазами. Процесс пе реноса вещества из одной фазы в другую происходит в случае отсутствия равновесия между фазами, если имеется, например, разность концентраций в этих фазах. Компонент переходит из фазы с больщей концентрацией в фазу с меньшей концентрацией этого вещества. По мере перехода вещества из фазы О в фазу L концентрация его в этой фазе растет, пока не наступит состояние равновесия. В этот момент скорости перехода вещества из одной фазы в другую уравняются и видимый переход вещества из фазы О в фазу Ь не будет иметь места. Этот момент равновесия, который определяется концентрациями фаз, может быть рассчитан. Для систем, состоящих из газа и раствора газа в жидкости, условия равновесия характеризуются законом Генри. По закону Генри парциальное давление газа в состоянии равновесия пропорционально содержанию растворенного компо- [c.218]

Для процессов абсорбции и десорбции равновесие между газами и их растворами в жидкости выражается законо.м распределения в форме закона Генри [c.164]

Динамический метод или метод струи инертного газа , заключающийся в насыщении инертного газа парами исследуемых веществ, является одним из самых старых методов исследования равновесия между жидкостью и паром. Он был применен для этой цели Тамманом еще в 1888 г. Этот метод использовался многими исследователями, а в последние годы широко применялся в Ленинградском государственном университете в лаборатории профессора А. В. Сторонкина. При оценке зтого метода нужно иметь в виду следующее сображение. При изучении равновесия с помощью приборов циркуляционного типа состав жидкости, отвечающей установившемуся равновесию между раствором и паром, как правило, чрезвычайно сложно задать заранее. [c.21]

При определении микропримесей сернистых веществ в водных растворах по их содержанию в равновесном с этим раствором газе следует учитывать, что Сг зависит от ряда факторов, обусловленных экспериментальными условиями, в которых устанавливается равновесное распределение анализируемого вещества между жидкостью и газом. Например, величина pH анализируемого раствора существенно сказывается на коэффициенте распределения сернистых веществ, так как влияет на степень их диссоциации в водных растворах. Поэтому в исследуемом растворе перед приведением его в равновесие с газовой фазой с помощью буферного раствора КС1—НС1 создается pH = 2, при котором равновесие диссоциации изучаемых веществ практически полностью смещено влево. [c.118]

Если поместить жидкость, в которой уже растворен какой-либо газ, в закрытый сосуд, в котором над жидкостью имеется газовое пространство, т. е. пространство, не занятое жидкостью, то по истечении некоторого времени в это газовое пространство из жидкости выделится часть растворенного в ней газа. Таким образом, между жидкостью и газом всегда по истечении некоторого времени устанавливается равновесие в распределении газового компонента между жидкостью и газом. Если в жидкости отсутствует какой-либо компонент, содержащийся в газе, то часть его перейдет из газовой фазы в жидкость (растворится в ней) и, наоборот, если в газовой фазе нет растворенного в жидкости компонента, то часть этого компонента перейдет из жидкости в газ. Данное явление можно объяснить с молекулярно-кинетической точки зрения. При столкновении газовых молекул с жидкостью они растворяются (поглощаются) под действием сил межмолекулярного взаимодействия, но, находясь и двигаясь в жидкости, они могут покинуть жидкость благодаря запасу кинетической энергии, и перейти в газ. При равновесии количество молекул, которые за одно и то же время поглотятся жидкостью, равно количеству молекул этого компонента, которые оставили жидкость и перешли в газ. При отсутствии равновесия будет преобладать тот или иной процесс до наступления равновесия. Если, например, жидкость, в которой растворена СО2, закрыта в колбе и над жидкостью находится чистый воздух, то вначале СО2 из воздуха в жидкость добавочно раствориться не могла, так как в газовой фазе не было молекул СО2 и они не ударялись о поверхность жидкости. Наоборот, так как в жидкости были молекулы СО2, то часть их перешла в газовую фазу. В следующий период, когда в газе уже есть молекулы СО., некоторые из них буду г ударяться о жидкость н раствориться в ней. lio так как чис. о мо.юк л Г.О в газовой фазе еще п> > , и и ч сло рисяз.зрянлнихся молекул СО2 мало. В жидкости же количество молекул U2 хотя и уменьшилось, но оно еще значительное, поэтому и далее СО2 будет выделяться из жидкости в газ. Постепенно по мере выделения СО2 из жидкости в газ число молекул СО2 в жидкости уменьшится и, следовательно, уменьшится и число молекул, выделяемых в газ. Fiao6opoT, концентрация СО2 в газовой фазе увеличится и число молекул, которые будут ударяться о жидкость и растворяться в ней, возрастет. Наконец, наступит такой момент, когда число молекул СО2, покидающих жидкость и переходящих в газовую фазу, будет равно числу молекул СО2, поглощаемых жидкостью. Такое состояние называется равновесным (равновесием). [c.179]

Реакция сополимеризации проводится в реакторе /, частично заполненном реакционной массой. Температура полимеризации обычно 20—40 °С, давление 0,3—0,6 МПа. В реактор поступает растворитель, мономеры, компоненты каталитического комплекса, а также циркулирующая газожидкостная смесь. Газовая фаза, содержащая этилен, пропилен, регулятор молекулярной массы и растворитель в количествах, определяемых динамическим равновесием между газом и жидкостью в реакторе, непрерывно выводится из аппарата и подается в конденсатор 2, где происходит ее охлаждение и частичная конденсация. Раствор полимера из реактора поступает в смеситель <3 для разрушения каталитического комплекса и смешения с водой. Иногда этой операции предшествует отдувка незаполимеризовавшегося этилена за счет снижения давления. Из смесителя < эмульсия раствор полимера — вода переводится в отстойник 4 для разделения водного и углеводородного слоев. Водный слой, содержащий продукты разрушения катализатора, подается на очистку, а частично после смешения со све- [c.306]

Справочные данные о значениях термодинамических функций разных веществ относятся большей частью к стандартному состоянию их. Поэтому при сопоставлении термодинамических свойств данного веи1ества в жидком и газообразном состояниях и для расчета изменения этих свойств в процессе испарения нередко возникает необходимость перехода от величин, относящихся к стандартным состояниям жидкости и газа, к величинам, относящихся к равновесным их состояниям. Тепловые эффекты процесса (кроме области высоких давлений и концентрированных растворов) различаются в этом случае незначительно. Однако изменения энтропии (и, следовательно, AG) могут сильно различаться. Энтропия жидкости в стандартном состоянии мало отличается от энтрепии ее в состоянии равновесия с насыщенным паром при той же температуре, и этим отличием можно пренебречь, но для газообразного состояния значения энтропии могут быть весьма различными, так как энтропия газа сильно зависит от давления. Ограничиваясь условиями, в которых допустимо применение законов идеальных газов, и учитывая, что для стандартного состояния газа р— атм, можио, пользуясь ур. (VII, 53), выразить разность между энтропией газа в стандартном состоянии 8° и в состоянии насыщенного пара SpaBH равенством [c.256]

Если эта же реакция одновременно происходит и в жидком растворе, то во всей системе жидкость —газ установится равновесие между всеми ее участниками, как это схематически показано на рис. VI.4. Так как раствор является разбавленным, то рА = Сд/гд, рв = Св гз и ро = = Со1го. Подставляя эти значения парциальных давлений в уравнение для константы равновесия Кр, получим [c.72]

Вязкость и плотность составляющих дисперсию фаз, а также поверхностное натяжение между чистой жидкостью и газом, могут быть измерены с достаточной точностью. Поверхностное натяжение систем, представляющих собой раствор или мицеллярную дисперсию, определяется менее удовлетворительно, так как свободная поверхностная энергия зависит от концентрации раствора на поверхности раздела. Динамические методы и даже некоторые из так называемых статических методов предполагают создание новых поверхностей раздела фаз. Так как установление равновесия между концентрацией на этой поверхности и в основной массе жидкости требует определенного времени, в измерение поверхностного натяжения вносится погрещ-ность, если производить его прежде, чем раствор успеет продиффундировать к новой поверхности. Из.иере-ния поверхностного натяжения растворов лаурилсуль-фата натрия по максимальному давлению пузырьков оказались на 40—90% выще замеров, проведенных с помощью тензометра, причем большее отклонение соответствовало концентрации сульфата 100, а меньщее — 2500 частей на миллион. [c.86]

В случае пористого электрода важное значение имеет стабильность границы раздела газ — жидкость. Эта характеристика, определяемая трехфазным равновесием между газом, электролитом и пористым твердым веществом, была рассмотрена Эйзенбергом [177] и Джюсти [178]. Для установления стабильного равновесия между газом, электролитом и электродом желательно иметь градиент диаметров пор в направлении, перпендикулярном поверхности электрода. Бэкон [179] использовал электрод с мелкопористой структурой на границе с электролитом и электрод с более крупнопористой структурой вблизи границы с газом. Такое устройство электрода способствует флуктуации давления при подаче газа, ибо, если давление газа внезапно возрастает, то электролит в соответствии с уравнением Кельвина, рассмотренным в разд. 4.3.1, может перемещаться из более крупных пор в направлении пор меньшего диаметра вблизи от раствора электролита. Однако, если давление снизится мгновенно, то газ мо>кет перейти из мелких пор в более крупные, где капилляры большого диаметра способны принять газ под более высоким давлением. [c.379]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология